العمارة المستدامة: الأصل ، المبادئ ، التطبيقات ، المواد - بيئة - 2026

و العمارة المستدامة هي تطبيق مبادئ التنمية المستدامة لتصميم وبناء وتشغيل المباني. وتتمثل أهدافها الرئيسية في البحث عن كفاءة الطاقة والتأثير البيئي المنخفض العام.

من أجل تحقيق الاستدامة ، يتم النظر في خمسة عوامل (النظام البيئي ، والطاقة ، ونوع المواد ، والنفايات ، والتنقل). من ناحية أخرى ، فهي تسعى إلى تحقيق اقتصاد الموارد وتصور التصميم وفقًا للمستخدم.

منزل شمسي في مونتريال (كندا). المصدر: بينوا روشون

عندما يتم أخذ هذه العوامل والمبادئ في الاعتبار ، يتم تحقيق قدر أكبر من كفاءة الطاقة طوال دورة حياة المبنى. تتحقق هذه الكفاءة على مستوى التصميم والبناء والإشغال والتشغيل.

تسعى الهندسة المعمارية المستدامة إلى تقليل استهلاك الطاقة غير المتجددة وتعظيم استخدام الطاقة المتجددة. بهذا المعنى ، يتم تشجيع استخدام أنظمة الطاقة النظيفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الكهرومائية.

وبالمثل ، فإنه يسعى إلى تحقيق استخدام فعال للمياه ، باستخدام مياه الأمطار وإعادة تدوير المياه الرمادية. من ناحية أخرى ، فإن العلاقة مع البيئة الطبيعية ضرورية وبالتالي من الشائع استخدام الأسطح الخضراء.

جانب آخر مهم هو إدارة النفايات على أساس قاعدة Rs الثلاثة للبيئة (الاختزال وإعادة الاستخدام وإعادة التدوير). بالإضافة إلى ذلك ، تؤكد العمارة المستدامة على استخدام المواد من الموارد الطبيعية المتجددة أو المعاد تدويرها.

حاليًا ، أصبحت الإنشاءات التي تم تصميمها وبناؤها وإدارتها وفقًا لمعايير الاستدامة شائعة بشكل متزايد. بهذا المعنى ، هناك منظمات تمنح شهادات للمباني المستدامة مثل شهادة LEED.

بعض الأمثلة على المباني المستدامة تشمل Torre Reforma (المكسيك) ، ومبنى Transoceánica (تشيلي) ، و Arroyo Bonodal Cooperative (إسبانيا).

الأصل

يعتمد مفهوم العمارة المستدامة على مفهوم التنمية المستدامة الذي روج له تقرير Brundtland (رئيس وزراء النرويج) في عام 1982.

لاحقًا ، خلال الدورة الثانية والأربعين للأمم المتحدة (1987) ، تضمنت وثيقة مستقبلنا المشترك مفهوم التنمية المستدامة.

وبهذه الطريقة ، يتم تصور التنمية المستدامة على أنها القدرة على تلبية احتياجات الجيل الحالي دون المساس باحتياجات الأجيال القادمة.

خلال عام 1993 ، اعترف الاتحاد الدولي للمهندسين المعماريين رسميًا بمبدأ الاستدامة أو الاستدامة في الهندسة المعمارية. ثم في عام 1998 اقترحت كلية الهندسة المعمارية والتخطيط الحضري بجامعة ميتشيغان مبادئ العمارة المستدامة.

في وقت لاحق ، في عام 2005 ، عقدت الحلقة الدراسية الأولى حول العمارة المستدامة والمستدامة والمناخية في مدينة مونتيريا (كولومبيا).

مبادئ العمارة المستدامة

منازل بها ألواح شمسية في فرايبورغ (ألمانيا). المصدر: أرنولد بليس

- جزء من التنمية المستدامة

تستند الاستدامة في الهندسة المعمارية على المبادئ العامة للتنمية المستدامة. تنبع هذه الاستدامة من الحاجة إلى تقليل التأثير السلبي لعملية البناء والبناء على البيئة.

وبهذا المعنى فقد قدر أن المباني تستهلك حوالي 60٪ من المواد المستخرجة من الأرض. بالإضافة إلى ذلك ، فهي مسؤولة بشكل مباشر أو غير مباشر عن ما يقرب من 50٪ من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

-عوامل في الاعتبار

خلال مؤتمر شيكاغو عام 1993 ، اعتبر الاتحاد الدولي للمهندسين المعماريين أن الاستدامة في الهندسة المعمارية يجب أن تأخذ في الاعتبار خمسة عوامل. هذه هي النظام البيئي والطاقات وأنواع المواد والنفايات والتنقل.

- مبادئ العمارة المستدامة

ترتبط عوامل العمارة المستدامة بثلاثة مبادئ تم وضعها في عام 1998 في كلية الهندسة المعمارية والتخطيط الحضري بجامعة ميشيغان. هم انهم:

اقتصاد الموارد

يشير إلى تطبيق العناصر الثلاثة للإيكولوجيا (تقليل النفايات وإعادة الاستخدام وإعادة التدوير). بهذه الطريقة ، يتم الاستخدام الفعال للموارد الطبيعية المستخدمة في المبنى مثل الطاقة والمياه والمواد.

دورة حياة التصميم

يولد هذا المبدأ منهجية لتحليل عمليات البناء وتأثيرها البيئي. يجب أن يتم تطبيقه من مرحلة ما قبل البناء (تصميم المشروع) ، من خلال عملية بناء وتشغيل المبنى.

لذلك ، يجب أن تظهر الاستدامة في جميع مراحل دورة حياة المبنى (التصميم والبناء والتشغيل والصيانة والهدم).

التصميم بالنسبة للمستخدم

يجب أن تعزز مشاريع العمارة المستدامة التفاعل بين البشر والطبيعة. لهذا ، يؤخذ في الاعتبار الحفاظ على الظروف الطبيعية بما يتماشى مع التصميم الحضري.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب تفضيل جودة حياة المستخدم ، لذلك يجب التفكير في المبنى من حيث إنشاء مجتمعات مستدامة. لذلك ، يجب أن تستوفي المتطلبات التالية:

1. كن فعالاً في استهلاك الطاقة.
2. كن فعالاً في استخدام الموارد الأخرى ، وخاصة المياه.
3. الفكر لتشكيل مجتمعات متعددة الاستخدامات قوية وذاتية الاكتفاء.
4. أن تكون مصممة لتتمتع بعمر مفيد طويل.
5. خطط لضمان المرونة في أسلوب الحياة والملكية.
6. تكون مصممة لتعظيم إعادة التدوير.
7. كن بصحة جيدة.
8. أن تكون مصممة للتكيف مع المبادئ البيئية.

التطبيقات

إعادة تدوير النفايات. المصدر: Jorge Czajkowski العمارة المستدامة تركز على تحقيق موطن حضري يعزز الرفاهية الاجتماعية والأمن والازدهار الاقتصادي والتماسك الاجتماعي في وئام مع البيئة. وبهذا المعنى ، فإن نطاق تطبيقه الرئيسي هو المباني الصالحة للسكن ، سواء للسكن أو العمل.

لذلك ، تتناول العمارة المستدامة بشكل أساسي تصميم وإنشاء المباني السكنية والمباني للشركات النظيفة والمراكز التعليمية أو الصحية.

في هذا السياق ، يتم التعبير عن مبادئ الاستدامة المطبقة على العمارة في:

- الانسجام مع النظام البيئي المحيط والمحيط الحيوي بشكل عام

من المفترض أن تؤدي كل من عملية البناء وتشغيل المبنى إلى أقل تأثير سلبي محتمل على البيئة. لهذا ، يجب دمج المبنى ونظام دعمه (توفير الخدمات ، طرق الاتصال) على أفضل وجه ممكن مع البيئة الطبيعية.

بهذا المعنى ، من المهم تعزيز الارتباط بالطبيعة ، لذا فإن المناطق الخضراء (الحدائق والأسطح الخضراء) ذات صلة بالتصميم.

- توفير الطاقة والكفاءة

تسعى الهندسة المعمارية المستدامة إلى تقليل استهلاك الطاقة قدر الإمكان وحتى جعل المبنى ينتج طاقته الخاصة.

تقليل استهلاك الطاقة

ينصب التركيز على أنظمة تكييف الهواء التي تستهلك كميات كبيرة من الطاقة وبالتالي تخفف من التأثير البيئي للمبنى.

لهذا ، يتم أخذ تصميم واستخدام المواد المناسبة وتوجيه المبنى في الاعتبار. في الحالة الأخيرة ، يكون الاتجاه فيما يتعلق بمسار الشمس في السماء ونمط دوران الرياح مهمين للغاية.

في حالة خفض درجة حرارة المبنى ، فإن التهوية ضرورية بينما يكون العزل الكافي مهمًا للتدفئة الفعالة. على سبيل المثال ، يمكن استخدام النوافذ الكبيرة للاستفادة من الضوء الطبيعي وتدفئة المبنى.

ومع ذلك ، يعتبر الزجاج عازلًا حراريًا ضعيفًا ، لذلك من الضروري تقليل فقد الحرارة من خلال الزجاج. لهذا ، فإن البديل هو استخدام الزجاج المزدوج المحكم.

إنتاج الطاقة البديلة

جانب آخر تأخذه العمارة المستدامة في الاعتبار هو دمج أو إنتاج أو استخدام الطاقات البديلة (الطاقة الشمسية أو الرياح أو الطاقة الحرارية الأرضية). من بين البدائل الأخرى ، يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتدفئة المبنى أو الماء أو إنتاج الكهرباء من خلال الألواح الشمسية.

يمكن أيضًا استخدام الطاقة الحرارية الأرضية (الحرارة من داخل الأرض) لتدفئة المباني. وبالمثل ، يمكن دمج أنظمة الرياح (الطاقة التي تولدها قوة الرياح) لتوفير الطاقة الكهربائية.

- استخدام مواد متجددة ذات تأثير بيئي منخفض

تبدأ الطبيعة المستدامة للهندسة المعمارية من أصل وأشكال إنتاج المواد المستخدمة في البناء. لذلك ، يجب التخلص من أو تقليل استخدام المواد من الوقود الأحفوري مثل البلاستيك (باستثناء إعادة التدوير).

من ناحية أخرى ، يجب أن يكون الخشب عبارة عن مزارع ولا يؤثر على الغابات الطبيعية.

- كفاءة في استخدام المياه

تعزز الهندسة المعمارية المستدامة الاستخدام الفعال للمياه في كل من البناء وتشغيل المبنى. لهذا هناك بدائل مختلفة مثل التقاط وتخزين مياه الأمطار.

بالإضافة إلى ذلك ، من الممكن تنقية المياه العادمة باستخدام الطاقة الشمسية أو تركيب أنظمة إعادة استخدام المياه الرمادية.

- العمارة الخضراء

مبدأ أساسي آخر هو دمج الطبيعة في التصميم ، وهذا هو سبب تضمين الحدائق الداخلية والخارجية وكذلك الأسطح الخضراء.

من بين مزايا تضمين هذه العناصر هو استخدام مياه الأمطار ، والتخفيف من تأثيرها على الهيكل والجريان السطحي.

وبنفس الطريقة ، تقوم النباتات بتنقية الهواء ، والتقاط ثاني أكسيد الكربون المحيط (تخفيف تأثير الاحتباس الحراري) والمساهمة في عزل الصوت في المبنى. من ناحية أخرى ، فإن العلاقة المتبادلة بين البنية والنبات لها تأثير جمالي وتأثير نفسي إيجابي.

- الإنتاج وإدارة المخلفات

تؤخذ إدارة النفايات في الحسبان من عملية البناء عند إنتاج نفايات ذات تأثير بيئي كبير. لذلك ، فهي تسعى إلى الاستخدام الفعال للمواد ، وتوليد نفايات أقل وإعادة استخدام أو إعادة تدوير تلك المنتجة.

بعد ذلك ، يجب أن يكون هناك نظام إدارة مناسب للنفايات الناتجة عن سكانها. يمكن أن تشمل الجوانب الأخرى فرز النفايات لأغراض إعادة التدوير وإعادة الاستخدام ، وتحويل النفايات العضوية إلى سماد للحدائق.

مواد بيئية للبناء

يجب أن يكون للمواد المستخدمة في التصميم والبناء مع نهج العمارة المستدامة تأثير بيئي ضئيل. لذلك ، يجب التخلص من المواد التي قد يتسبب الحصول عليها في إلحاق الضرر بالبيئة.

على سبيل المثال ، لا يمكن اعتبار المبنى ذو التصميمات الداخلية المكسوة بالخشب من إزالة الغابات في منطقة الأمازون مستدامًا أو بيئيًا.

- مواد تقليدية

خشب

يجب الحصول على الخشب المستخدم من المزارع وليس من الغابات الطبيعية ويجب أن يكون حاصلاً على الشهادة المناسبة. تسمح هذه المادة بتوليد بيئات دافئة وممتعة وهي مورد متجدد يساعد على تقليل تأثير الاحتباس الحراري.

Adobe أو Raw Earth

هذه المادة منخفضة التأثير وموفرة للطاقة ، وهناك خيارات محسنة من خلال الابتكارات التكنولوجية. بهذه الطريقة ، يمكن الحصول على مخاليط مناسبة للاستخدامات المختلفة.

- إعادة التدوير والمواد القابلة للتحلل

هناك خيارات مختلفة مثل الزجاجات البلاستيكية أو الزجاجية والبلورات ونفايات المحاصيل وغيرها. وهكذا ، تم تطوير الألواح الخشبية المقلدة من الذرة الرفيعة وقصب السكر وبقايا محصول القمح.

وبالمثل ، يتم بناء الطوب القوي جدًا باستخدام نفايات التعدين وبلاط قشور جوز الهند. وبالمثل ، من الممكن بناء ألواح ذات تصميم وظيفي باستخدام زجاجات بلاستيكية PET في بيئات عازلة للصوت.

خيار آخر هو الألواح المصنوعة من مادة بلاستيكية معاد تدويرها يتم دمجها في الطوب لجعلها أكثر مقاومة. بنفس الطريقة ، يمكن إعادة تدوير المواد الناتجة عن نفايات البناء أو من عمليات الهدم مثل الأبواب والأنابيب والنوافذ.

يمكن استخدام البناء المكسر للطبقة السفلية أو غلاف البئر. من ناحية أخرى ، يمكن استخدام المعادن المعاد تدويرها أو الدهانات القابلة للتحلل الحيوي القائمة على بروتين الحليب والجير والطين والأصباغ المعدنية.

البلاط

البلاط عبارة عن قطع هيكلية زخرفية تستخدم في كل من الخارج والداخل. يمكن استخدام بدائل مختلفة للبلاط مصنوعة بالكامل من الزجاج المعاد تدويره مثل Crush. تشتمل أخرى على نفايات مختلفة مثل قصاصات المرحاض أو البلاط أو غبار الجرانيت.

بلاط أو غطاء أرضي

هناك العديد من المنتجات مثل الأرضيات أو البلاط أو الباركيه المصنوعة من مواد معاد تدويرها. على سبيل المثال ، يمكنك الحصول على أرضيات وأرضيات خشبية مصنوعة من إطارات معاد تدويرها وبلاستيك مع عناصر أخرى.

كتل

هناك عدة مقترحات للكتل تتضمن مواد معاد تدويرها مثل Blox. تحتوي هذه المادة على 65٪ من السليلوز من الورق المعاد تدويره أو الحمأة الناتجة عن صناعة الورق.

الألواح والألواح

يمكن بناء الألواح من بقايا المحاصيل المتكتلة أو القش مثل Panel Caf. وبالمثل ، من الممكن تصنيعها بألياف خشبية من الراتنج (ألواح DM) أو من البولي إيثيلين المعاد تدويره.

أمثلة على المباني ذات العمارة المستدامة

توري ريفورما وتوري مايور (مكسيكو سيتي ، المكسيك). المصدر: كارلوس فالينزويلا يوجد اليوم بالفعل العديد من الأمثلة على المباني المستدامة في جميع أنحاء العالم ، من بينها الأمثلة التالية ذات الصلة.

توري ريفورما (المكسيك)

يقع هذا المبنى في باسيو ريفورما في مكسيكو سيتي وانتهى بنائه في عام 2016. إنه أحد أطول المباني في المكسيك بارتفاع 246 مترًا وحاصل على شهادة LEED الدولية التي تصدق على أنه مبنى مستدام.

من بين الجوانب الأخرى ، خلال مرحلة البناء ، تم الحرص على إحداث أقل تأثير سلبي على المجتمع في المنطقة. لهذا ، كان هناك 50 عاملاً فقط في كل وردية وكان لديها نظام ري للتخفيف من توليد الغبار.

من ناحية أخرى ، يولد جزءًا من الطاقة التي يستهلكها من خلال الخلايا الشمسية ونظام طاقة الرياح الموجود أعلى المبنى. وبالمثل ، يتم توليد الطاقة الكهرومائية من خلال شلالات صغيرة تسمح بتزويد الآلات في الطوابق السفلية بالكهرباء.

بالإضافة إلى ذلك ، يستهلك المبنى 55٪ من المياه أقل من المباني المماثلة الأخرى بسبب نظام إعادة تدوير المياه الرمادية (المراحيض والاستحمام). وبالمثل ، يوجد في كل أربعة طوابق مساحات ذات مناظر طبيعية تخلق بيئة ممتعة وتحقق وفورات في تكييف الهواء.

تُروى حدائق Torre Reforma بمياه الأمطار التي يتم جمعها وتخزينها لهذا الغرض. ميزة أخرى مستدامة هي أنه يحتوي على نظام تكييف عالي الكفاءة.

فيما يتعلق بإدارة الإضاءة ، تم تضمين نوافذ ذات زجاج مزدوج تسمح بالإضاءة الكافية وتضمن عزلًا أكبر. بالإضافة إلى ذلك ، يحتوي على نظام أوتوماتيكي به مستشعرات تقوم بإطفاء الأنوار في الأماكن غير المشغولة أو حيث يكون الضوء الطبيعي كافياً.

مبنى Transoceanic (تشيلي)

يقع هذا المبنى في فيتاكورا (سانتياغو دي تشيلي) وتم الانتهاء منه في عام 2010. وهو حاصل على شهادة LEED الدولية كمبنى مستدام لأنه يتضمن أنظمة مختلفة لتوفير الطاقة.

وبالتالي ، لديها نظام توليد الطاقة الحرارية الأرضية لتكييف الهواء في المبنى. من ناحية أخرى ، يحتوي على نظام كفاءة في استخدام الطاقة مدمج يسمح بتوفير الطاقة بنسبة 70٪ مقارنة بالمبنى التقليدي.

بالإضافة إلى ذلك ، تم توجيهه للاستفادة من الطاقة الشمسية وضمان مناظر خارجية من جميع مرفقاته. وبنفس الطريقة ، تم عزل جميع واجهاته بشكل خاص لتجنب فقد الحرارة أو المكاسب غير المرغوب فيها.

مبنى بكسل (أستراليا)

يقع في ملبورن (أستراليا) ، وقد اكتمل بناؤه في عام 2010 ويعتبر بناء فعال للغاية من وجهة نظر الطاقة. يتم توليد الطاقة في هذا المبنى من خلال أنظمة الطاقة المتجددة المختلفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

من ناحية أخرى ، فهو يشمل أنظمة لجمع مياه الأمطار والأسطح الخضراء وإدارة النفايات. علاوة على ذلك ، قُدّر صافي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الخاصة بها بصفر.

وبالمثل ، يتم ري نظام السقف الأخضر بمياه الأمطار التي تم جمعها مسبقًا وينتج الطعام. فيما يتعلق بنظام الإضاءة والتهوية ، يتم استخدام أنظمة طبيعية مكملة بالعزل الحراري للزجاج المزدوج في النوافذ.

Cooperativa Arroyo Bonodal ، Tres Cantos (إسبانيا)

هذا مجمع سكني من 80 منزلاً يقع في بلدة Tres Cantos في مدريد ، والتي حصلت على شهادة LEED في عام 2016. وهو يتضمن واجهة جيدة التهوية مع عزل مزدوج واستخدام الطاقة الحرارية الأرضية.

يتم الحصول على الطاقة الحرارية الجوفية من نظام مكون من 47 بئراً على عمق 138 م. مع هذا النظام ، يكون المجمع مكيفًا بالكامل ، دون الحاجة إلى أي مصدر للطاقة من الوقود الأحفوري.

وبهذه الطريقة ، فإن إدارة الطاقة الحرارية المنتجة تجعل من الممكن تبريد المبنى في الصيف وتسخينه في الشتاء وتوفير الماء الساخن للنظام.

المراجع

1. Bay، JH and Ong BL (2006). العمارة الاستوائية المستدامة. الأبعاد الاجتماعية والبيئية. مطبعة ELSEVIER المعمارية. أكسفورد ، المملكة المتحدة. 287 ص.

2. Chan-López D (2010). مبادئ العمارة المستدامة والإسكان لذوي الدخل المنخفض: الحالة: إسكان ذوي الدخل المنخفض في مدينة مكسيكالي ، باجا كاليفورنيا. المكسيك. ج: المؤتمر الدولي الافتراضي للمدينة والإقليم. «السادس. المؤتمر الدولي للمدينة الافتراضية والإقليم ، مكسيكالي ، 5 و 6 و 7 أكتوبر 2010 ». مكسيكالي: UABC.

3. جاي إس وفارمر جي (2001). إعادة تفسير العمارة المستدامة: مكان التكنولوجيا. مجلة التربية المعمارية 54: 140 - 148.

4. Hegger M و Fuchs M و Stark T و Zeumer M (2008). دليل الطاقة. العمارة المستدامة. بير خوسر بازل ، برلين. تفاصيل الطبعة ميونيخ. 276 ص.

5. Lyubomirsky S ، Sheldon KM and Schkade D (2005). السعي وراء السعادة: هندسة التغيير المستدام. مراجعة علم النفس العام 9: 111 - 131.

6. Zamora R و Valdés-Herrera H و Soto-Romero JC و Suárez-García LE (s / f) المواد والبناء II "العمارة المستدامة". كلية الدراسات العليا أكاتلان ، العمارة ، جامعة المكسيك الوطنية المستقلة. 47 ص.